智慧城市基础设施 减少灾害风险 地震仪系统实施指南

I 7地震仪数据可用性、互操作性和安全性 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标——修改了术语3.2、3.3和3.4的来源与表述，补充了术语3.7，与我国地震实际情况保持一），——增加了附录B中表B.3注中的中国导航定位系统北斗，将表B.3中通讯由地震仪整机指标调），——替换了附录C中的ISO37123指标为GB/T43652-2024对应指标，以适用于我国韧性城引言地震是破坏性最强的自然灾害之一，我国是世界上地震活动最强烈、地震灾害最严重的国家之一。为落实《中华人民共和国防震减灾法》，提升城市抗震韧性，保障震后城市服务功能与生活品质，城市利益相关方需开展震前预防，减轻地震损害，并在震后快速恢复城市运行。这与《2015—2030年仙台减轻灾害风险框架》的目标相一致。有效使用地震仪系统可显著提升应急响应决策能力，直接支撑上述震后恢复目标；同时，地震仪数据还有助于增强对地震动和结构行为的认知与建模能在一些地震多发国家，通过布设合适的地震仪并有效利用数据，已减轻了由地震造成的损害。这数据还可以帮助组织制定业务连续性计划，引导其在地震破坏后及时响应、修复并恢复至预定运然而，由于系统化知识共享不足，地震仪系统作为减少地震风险工具之一的有效性尚未获得全球普遍认可。在城镇化快速推进且地震高风险的国家或地区，技术认知缺失导致地震仪系统未能广泛应本文件旨在帮助城市的利益相关方，如各级政府、规划编制单位、开发单位和运营单位，通过部署和使用作为减少地震灾害风险的工具之一的地震仪系统，优化城市发展投资。本文件还介绍了地震仪系统在减少灾害风险方面的用途分类，以及作为ISO/TR6030中描述的智慧城市基础设施的组成部通过分析地震仪系统获取的数据，能够为风险管理和减少对人员、组织、基础设施和日常生活的影响提供资料。同时，能够支撑震前预防措施和震后应急规划。因此，有效利用这些数据能够增强城1本文件所述的地震仪系统可用于观测地震活动（如地震、微震活动和火山震颤），尤其适用于地）；下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用2由自然因素或人为因素引起，对城市中的人员、物质、社会、经济及环境造成损失和影响并对城注1：政府间气候变化专门委员会(IPCC)认为韧性是某一系统及其组成部分，具备针对某一危险事件及时有效地进注2：韧性是某一组织抵抗某一事件影响的能力，或在受到某一事件影响后在可接受的时间内恢复到可被接受性能地震仪系统宜根据其用途和数据采集规格进行选择(见4.3、4.4)。在开发和实施地震仪3通过有效应用地震仪系统，城市的规划单位、开发单位和运营单位可助力实现联合国可持续发展4智慧城市的地震仪系统可根据不同用途布设于不同场景，如图2所示，其中数字标签表示布设位5城市的规划单位、开发单位和运营单位可在灾前、灾中和灾后等不同阶段，差异化应用地震仪系统。因此，城市的规划单位、开发单位和运营单位宜根据各阶段使用需求，选择合适的地震仪系统类宜以时间序列数据的形式来采集地震活动的加速度、速度或位移数据。在开展空间分析时，需同地震仪的布设宜反映预期的用途。例如，为评估一个地区的脆弱性，地震仪应采用空间分布的方式覆盖目标区域。为评估建筑结构的损坏程度和稳固性，地震仪应采用垂直分布的方式布设，必要5.1.3.3外围设备6——利用环境振动等连续背景波场，监测基础设施及周边介质物理状态和动力特征变化，识别潜——通过使用预警系统开展演练，以及启用紧急制动系统，提升城市和公众抗灾能力并降低损——分析记录数据，以更好认识地表地震反应和结构响应行为，帮助改进抗震设计和评估规范和地震风险评估方法，并科学开展建筑结构的重建、修复和拆除，助力编制考虑地震脆弱性的重建规7时L这类地震仪系统通过在地表或地下多个位置布设的地震仪获取振动测量数据，分析地质特性并识这类地震仪系统通过布设在火山周边的地震仪获取微振动测量数据，监测火山爆发和活动的迹象。其还用于监测有可能爆发的火山的震颤情况。当判断该地区存在危险时，会向周边城市发送疏散这类地震仪系统利用多台地震仪的长期微震记录，识别震源参数和场地响应，进而掌握地震发生的详细参数（包括震级和震源）。通过利用多个位置的数据，可用于震后决策，减少余震造成的破8这类地震仪系统利用全国性的网络，在地震活跃地区布设多个地震仪获取振动数据，监测大范围这类地震仪系统通过区域性的网络，汇总来自本地布设的多个地震仪的振动数据，监测地震相关信息。这些信息可用于灾损核查，救灾规划，以及道路等基础设施的运营和管理。通过在不同区域布这类地震仪系统利用布设在大范围的多个地震仪获取的振动数据，通过广播媒体和移动通信网络等发出大范围警报，以敦促疏散和警告。以地震波强度和国家地震烈度标准作为发布警报的依据。此外，利用地震波到达不同位置之间的时间差，可以实现地震预警。此类地震仪系统可以在较大范围内这类地震仪系统使用一个或多个地震仪获取的振动数据，向特定场所和设施发送警告，以敦促疏散和提高警惕。这些警报可用于疏散演习，以帮助减少人员伤亡。以地震波的强度和国家地震烈度标准作为发布警报的依据。这类地震仪系统可以安装在学校、商业建筑、剧院等场所，并用于灾时人员这类地震仪系统使用一个或多个地震仪获取的振动数据，来触发运行设施的紧急制动，并启动防灾设备。以地震波强度作为触发的依据。当监测到超出阈值时，地震仪系统立即停止发电厂运行、关这类地震仪系统使用一个或多个地震仪获取的振动数据，来调查结构的震后状况。地震仪系统利用位移量和结构自振周期变化来评估结构安全性。通过本项调查，可以掌握高层建筑、塔楼等的变形这类地震仪系统使用一个或多个地震仪获取的振动数据，来调查结构的状况。结构的坚固程度可以通过地震震动和交通振动来评估。通过本项调查，可以确定桥梁、隧道等重要基础设施的劣化程当地震仪数据包含长周期的地震动分量时，则在分类代码后标注广域防震网络标记为F+L类，包含长周期数据的建筑结构损伤调查标记为I+L类。地震产生不同周期9地震仪宜牢固安装于基础结构上，如建筑物、设备或设施的地面或表面，保证地震振动准确测7.1地震仪数据可用性城市的规划单位、开发单位和运营单位宜评估地震仪和网络的灾后受损风险，并采取措施来降低城市的规划单位、开发单位和运营单位宜认识到，除地震仪系统安装后需要对其进行性能测试外，地震仪系统的长期管理(包括校准、维护和检查)对于做好震前准备也很重要。宜根据区域脆弱性注2：有关振动和冲击传感器校准方法的更多信息，请参见GB/T20485.1-2008、GB/T20485.11-2006、GB/T城市的规划单位、开发单位和运营单位宜培训提升工作人员安装、操作和维护地震仪系统的能7.2地震仪数据互操作性城市的规划单位、开发单位和运营单位宜考虑成本效益，尽可能采用标准化数据格式与交换方保证互操作性可带来多重效益。如果实现跨区域互操作性，将能够利用更广范围的数据进行更好决策，如使用其他地区的地震数据来发布海啸警报。如果实现跨系统互操作性，将能够拓展数据用7.3地震仪数据安全性城市的规划单位、开发单位和运营单位宜按照数据安全相关法律法规要求，对地震仪系统采集、表B.1给出了各类别（见6.1）推荐的地震仪性能，表B.2给出了附加功能子类别（如+L类）的补充性能参数，两者共同确定各类别及其子类别组合（如D+L）下的推荐性能。在选择地震仪系统时，宜考虑适合特定用途的特性。表B.3给出了涵盖所有类别的特性清单。有关地震仪系统ABC围围DEFGHI查J查Z量1√2√3率√45m6√7围8围m9迟√√下式络√V√W年命√案例1：中国国家烈度速报与预警工程建设了世界上站网规模最大、覆盖面积最广的实时地震监测、网络通信、数据处理、运维保障到信息发布、应用服务的全链条。在关键核心技术、信息服务模式和组织管理体系等方面取得系列创新成果，为各级政府、社会公众、重点行业提供地震预警和烈度速报等地震信息服务，为地震预测预报、地球科学研究和行业减灾应用提供观测数据支撑。我国地震监测预警速报技术系统和业务体系总体功能与性能达到世界先进水平，减灾效益、社会效益、科技效案例2：城市建筑群地震灾害监测系统包含1个监控中心、约600套结构监测仪及辅助电源管理设备，监控中心位于深圳市中震大厦，结构监测仪分散布设于北京、天津、唐山、西昌、康定、昆明、大理、深圳、河源等9个城市101栋不同类型结构建筑楼宇，位于中震大厦的监控中心能够实现7*24h连续数据采集、数据分析（加速度、倾角的幅值、频率等参数指标），并且支持通过北斗短信不同建筑类型在日常运维（环境振动、大风等）和突发地震作用下的建筑结构响应，为地震监测预警、大震巨灾后抢险救援和震后评估提供数据支撑。该“多参数融合监测+实时分析”模式可推广至大案例3：深圳市福田区、宝安区、龙华区、罗湖区道路地面坍塌隐患监测系统，针对地下地质环境复杂、地铁盾构施工过程中地下结构和介质状态变化可能引起的上覆道路沉降、坍塌等安全风险，在深圳市福田区、宝安区、龙华区、罗湖区布设400余台地震仪，对道路重点区段开展7×24h连续振动监测。系统利用城市交通、施工等持续存在的环境振动作为被动震源，无需人工激发，通过相邻台站波场干涉计算地下介质相对波速变化率，并结合被动源反射波响应和时频特征分析，对地下100m以内的介质及结构状态变化进行实时持续性监测。其中一个监测案例中，系统根据地下介质和振动特征的异常变化识别出局部路段异常，经现场踏勘发现相应区域存在地下管网漏水，后期已在地表出现案例4：北京大兴国际机场航站楼为全球最大单体隔震建筑，该系统为基础隔震层布设35套一体化强震仪、21套位移计及辅助可视化设备，由1个数据处理中心实现7*24h不间断采集与实时分析（频率、幅值、均方根等时频域指标）。系统可实时反馈隔震层在日常运维（高铁/地铁诱发振动）和突发地震下的位移响应与减震效果，为运维调度和震后评估提供数据支撑，未来可通过接入机场建筑设备管理系统实现阈值触发自动报警与联动控制。该“多参数融合监测+实时分析”模式可推广至医案例5：云冈石窟地下安全线周边煤矿开采振动监测系统，是世界文化遗产保护领域“多层级台网+实时分析”的典型应用。该系统由云冈研究院与山西省地震局（山西矿山地震监测研究中心）仪、1套加速度仪，并接入大同非天然地震试验台网8个强化区域微震捕捉台站及山西数字测震台网57个大范围背景监测台站，形成“石窟周边—安全线外围—区域背景”三级监测网络。系统实现7×24h不间断采集与实时分析，可实时捕捉煤矿爆破、塌陷等微振动，判断是否存在越过地下安全线开采行为，并监测振动、天然地震对石窟本体的振动响应，识别共振风险。2025年全年监测到振动事件），安全执法提供了明确线索；同时通过分析云州地震及塌陷事件，发现10月22日近源塌石窟固有频率（1Hz-3Hz）重合，东南侧加速度放大至8.67gal，存在共振风险，为预防性保护提供了科学依据。该“多层级台网+实时分析+共振评估”模式可推广至龙门石窟、莫高窟等石窟寺类文化遗案例6：陕西榆林小纪汗煤矿安全监测应用，针对煤矿开采过程中采掘工作面、顶板及上覆地层结构持续变化以及多类型振动事件识别需求，在陕西榆林小纪汗煤矿建设地面—井下联合地动监测网设备，采用单分量与三分量地震仪组合，实现振分析、背景噪声干涉、神经网络振动事件分类及面波层析成像等方法，对煤矿开采活动产生的振动信号进行连续采集、智能分类、空间定位与地下结构分析，并持续跟踪采掘活动引起的地下介质和地质结构变化。工程应用中，系统可稳定识别约4类主要振动事件，其中包括采煤机运行、煤矸石碰撞及微震等事件；主要生产活动相关振动事件每小时识别量超过300个，微震事件日均约100起。通过振动源定位分析，可对采煤机位置进行动态跟踪，定位误差小于10m。该项目构建了覆盖“振动事件采集—智能分类—空间定位—地下结构变化监测”的煤矿微振动数字化监测体系，可为采掘活动监测、[8][8]GB/T20485.11-2006振动与冲击传感器校准方法第11部分：激准[10][10]GB/T20485.31-2011振动与冲击传感器的校准方法第